GÜZEL HABERLERİM VAR

Han Erim

15 Eylül 2014

Güzel Haberlerim Var

Bu bölümü programa ekleme gereği duydum, çünkü sizi haberdar etmem gereken çok güzel haberlerim var. Alice Yasası Versiyon 7'nin yayına girdiği günden bu güne geçen süre içerisinde çok önemli gelişmeler oldu. Alice Yasasının fizikte egemenliğini ilan etmesi için çok az bir sürenin kaldığını artık söyleyebilirim, çünkü Alice Yasasının öngördüğü deney artık yapılabilir hale gelmiş bulunuyor. Dahası, bu deneyin Alice Yasasının lehine sonuçlanacağı yönünde çok kuvvetli deliller de oluşmuş durumdadır.

Öncelikle size bu delilleri göstereyim. Aşağıdaki Doppler Kayması eşitliğine bakın lütfen.

Doppler kaymasında dalga boyu değişiminin   eşitliği ile ifade edildiği bilinen bir durum idi.

Ama aynı zamanda programın Alice Eşitliği kısmında gördük ki, 'dir.

Yani frameler arasındaki mesafeleri kullanarak da Doppler Kayması ifade edilebilmektedir,

yani ’dir. Buradaki eşitlikte;

d₀: Sinyalin yayınlanma anında frameler arasındaki uzaklık
d₁: Sinyalin varma anında frameler arasındaki uzaklıktır. (Bkz. Alice Eşitliği)

Dolayısıyla Alice Eşitliği şu anlama gelir: Her iki mesafe eşitse yani d₀ = d₁ olduğu taktirde Doppler Kaymasının oluşması mümkün değildir. Eğer bir Doppler Kayması gözlemliyorsak da mutlaka ve mutlaka d₀ ≠ d₁ durumu oluşmuştur, bu iki mesafenin kesinlikle eşit olmaması gerekir.

Şimdi Alice Deneyinde ki dönen disk olayına tekrar bir göz atalım. Dönen bir diske ışık tuttuğumuzda Doppler Kayması gözlemleyeceğimizi bugün kesin olarak biliyoruz, çünkü bu yönde yapılmış deneylerden elde edilen elimizde çok sayıda sonuç vardır. Dolayısıyla, Alice Yasası deneyinde de Doppler Kayması gözlemleneceği konusunda herhangi bir şüpheye yer yoktur. Fakat, biraz düşünürsek Alice Eşitliğinin bizi çok önemli bir sonuca taşıdığını fark edebiliriz ve şunu söyleyebiliriz: madem ki dönen bir diske Doppler Kayması gözlemliyoruz o halde d₀ ≠ d₁ durumu mutlaka oluşmuş durumdadır. Bu ise dönen diske doğru giden ışıkta bir sapma oluşmadan gerçekleşemez. Işık yolundan sapmalıdır ki d₀ ≠ d₁ durumu oluşabilsin ve Doppler Kayması gerçekleşebilsin. BINGO, gerçekten BINGO. OLEEEEY.

Yakın bir zamana kadar, Alice Deneyinin mantığını bu kadar basit şekilde ifade edebilmeyi doğrusu bilmiyordum. Bu durumun farkına varmak benim için müthiş bir şey oldu. Bunu öğrenince de sizlerle bu bilgiyi paylaşmak istedim. Artık deneyin Alice Yasası lehine sonuçlanacağını rahatlıkla söyleyebilirim. Daha önce deneyin Alice Yasası lehine sonuçlanma olasılığını %60 olarak görüyordum. Şimdi bu oran benim için %90'a çıkmış durumdadır. Kalan %10'luk kısmı da hata payı olarak düşünüyorum. Deneyin Alice Yasasının aleyhine sonuçlanması çok zor gözükmekle birlikte fiziğin her zaman sürprizlere açık olduğunu unutmayalım.

Sizlere vereceğim ikinci güzel haber ise deneyin yapılabilirliği yani teknolojik gelişmelerle ilgili. Birkaç yıl öncesine kadar Alice Deneyinin yapılmasının çok zor olacağını düşünüyordum. Ama artık bu deneyi yapmak mümkün hale gelmiş durumdadır. Ölçülebilir bir sapma değeri elde edebilmek için çok hızlı dönebilen bir diske ihtiyaç vardı ve şu anda 1 milyon RPM gibi inanılmaz hızda dönebilen elektrik motorları yapılabiliyor, ki bu dönüş hızlarına ulaşmak deneyin karşısındaki en büyük engeldi ve bu engel aşıldı. Deneyde kullanılması gereken bir diğer ekipman da dönen diskin üzerine ışığı uygun bir şekilde odaklayacak bir lazer kaynağı idi. Bu konudaki cihazlar uzun zamandır mevcuttur. Hesaplarım 4 metrelik bir mesafeden 20 mikron çapında odaklama yapabilen bir lazer cihazının deney için yeterli olduğunu göstermektedir. Hatta iyi bir mühendislik çalışmasıyla çok daha uzak bir mesafeden çok daha iyi bir odaklama yapmak mümkün görünmektedir. Dolayısıyla, Alice Yasasının Deneyini yapabilmek için gerekli olan iki şart; yeterli dönme hızına ulaşılması ve ışığın odaklanmasındaki hassasiyet teknolojik olarak artık mümkün durumdadır. Bu gelişmeler Alice Yasası Deneyini laboratuvar şartlarında yapılabilir hale getirmiştir.

Tanrım, yazarken bile heyecanlanıyorum...

Artık Alice Yasasının Deneyi yapmak ve ışığın disk üzerine düştüğü noktaya son derece dikkatli bir şekilde bakmak gerekiyor. Bu gözlemin sonucu Alice Yasasını fiziğin kalbine yerleştirecek ve (c+v)(c-v) matematiğini Elektromanyetik Teoride ve Relativite Teorisinde egemen kılacaktır.

Bu önemli deneyin bir an önce yapılması için herkese çağrıda bulunuyorum.

DENEY ÜZERİNE ÖNEMLİ NOTLAR

Alice Yasası Deneyi'nde ışığın sapmasını tespit edebilir miyiz? Bu sorunun cevabı EVET tir. Bunu size göstermek maksadıyla deney için gerekli hesaplamaları burada ele aldım.

Deneyde kullanacağımız döner diskin 50 mm yarıçapa sahip olduğunu ve ışığı diskin üzerine 4 metre mesafeden odakladığımızı kabul edelim. Disk çok hızlı döneceği için dönmeye bağlı büyük bir eylemsizlik momenti oluşacaktır. Bu eylemsizlik momenti motorun dönme hızını arttırmamıza karşı koyan bir güç oluşturur. Bu durumu dikkate alarak 1 milyon RPM hızına sahip olan motorun ancak ve ancak 500.000 RPM hızına ulaşabileceğini kabul edelim.

Yukarıdaki varsayımlardan hareketle hesaplamalarımızı yapmaya başlayalım.

Motorun dakikadaki dönüş hızı: 500.000 RPM
Motorun saniyedeki dönüş hızı: 500.000/60 = 8.33,33
Motorun bir saniyelik süre içinde tarayacağı açıyı derece cinsinden bulalım: 8.33,33 x 360 = 3.000.000
Işık diske 4 metre mesafeden gönderildiğine göre, ışığın 4 metrelik mesafeyi kat etme süresini bulalım:
Işığın hızı: 299.792.458 metre/saniye
Işığın 4 metrelik mesafeyi kat etme süresi (saniye):  4/299.792.458 = 1,33426E-08
1,33426E-08 saniyelik sürede disk kaç derece dönecektir? Bunu bulalım:
Derece cinsinden diskin dönme miktarı: 3.000.000 x 1,33426E-08 = 0,040027691

Kat etme süresi içinde, diskin kenarında bulunan bir nokta dönüş yönünde kaç milimetre hareket edecektir? Bunu hesaplayalım:
Disk kenarının hareketi (milimetre): sin(0,040027691 x PI / 180) x 50 = 0,034930748 
Hesapladığımız bu değer 34,93 mikronluk bir mesafeye denk gelmektedir.

Lazerden çıkan ışığı 4 metrelik bir mesafeden 20 mikronluk bir çapta odaklayabileceğimizi görmüştük. Odak noktasının 34,93 mikronluk bir yer değiştirme yapması, odak noktasının %150 oranında yer değiştirmesi anlamına gelir. Bu ölçülebilecek bir durumdur ve deneyin yapılabilir olduğunu işaret eder. Sonuç olarak, Alice Yasası Deneyi yapılabilir bir deneydir. Deneyin başarısı diskin dönüş hızına, diskin yarıçap büyüklüğüne ve ışığın ne kadar uzaktan odaklandığına bağlı olarak artar. 

1.000.000 RPM hızındaki motorları imal edebilen firmalara örnek vermek amacıyla aşağıdaki linkleri veriyorum.

CELEROTON
http://www.celeroton.com/

ATE SYSTEM DE
http://www.ate-system.de/

Alice Yasası Deneyi Niçin (c+v)(c-v) Matematiğini Doğrular?

Alice Yasası Deneyinin hakikaten yapıldığını ve Alice Yasasında öngörüldüğü gibi ışığın yön değiştirdiğini bir an için varsayalım. Bu durum (c+v)(c-v) matematiğinin varlığını nasıl ve niçin doğrulayacaktır? Şimdi bu sorunun cevabını verelim.

İlk olarak şunun altını çizmem gerekiyor: Günümüz Elektromanyetik Teorisinde ve Relativite Teorisinde dönen bir diske doğru giden ışığın yön değiştirmesi gerektiği hiçbir şekilde tanımlı değildir. Bu iki teori böyle bir sonuçsal bilgiye sahip değildir. Bu durum yalnızca Alice Yasasında anlatılan (c+v)(c-v) matematiğinde tanımlıdır.

(c+v)(c-v) matematiği Doppler Kaymasının nasıl ve niçin oluştuğunu çok açık bir şekilde bütün neden ve sonuçlarıyla birlikte ortaya koyar. Bu şeffaflığın sonucunda da Alice Eşitliği gelmiştir. Haliyle Elektromanyetik Teori ve Relativite Teorisi bu eşitliğin verdiği bilgiye de sahip değildir.

Deneyde odak noktasının dönme hızına bağlı olarak yön değiştirdiğini tespit ettikten sonra, bir sonraki aşama olan, dönen diske doğru giden ışığın hızının doğrudan ölçülmesi aşamasına geçmemiz gerekir.

Bu amaçla deneyde kullandığımız düzeneğe iki foto-detektör ilave ediyoruz. Işığın birinci foto-detektörden geçip, diskten yansıdıktan sonra ikinci foto-detektöre varacak şekilde düzeneği oluşturuyoruz. Bu mesafeyi ışığın ne kadar sürede kat edeceğini ölçeceğiz.

Zaman süresi ölçümlerini disk dururken, hızlanırken ve son hızda dönerken tekrarlıyoruz. (c+v)(c-v) matematiğinin bize verdiği bilgiye göre yapılan bütün bu ölçümlerde ölçülen zaman süresi değişmemelidir. Bu durum eğer gerçekleşirse, ışığın c hızından daha hızlı gidebildiği kanıtlanmış olur ve (c+v)(c-v) matematiğinin varlığı ispat edilir. Çünkü diskin her dönüş hızı için ölçülen zaman süresi değişmezliğini korurken, ışığın kat ettiği mesafe değişmektedir. Disk yavaş dönerken ışık daha kısa, disk hızlı dönerken ışık daha uzun bir yol kat etmektedir.

Zaman aralığının değişmemesinin nedeni aşağıdaki figür incelendiğinde daha kolay anlaşılır. Disk üzerine küçük kırmızı renkli bir nokta yapıştırdığımızı farz edelim. Kırmızı Nokta ışık kaynağının hedefi durumdayken (AB doğrusu) gönderilen bir sinyali ele alalım. Sinyal kendisini yayınlayan ışık kaynağının koordinat sistemine göre değil, varış hedefi olan Kırmızı Noktanın koordinat sistemine göre hareket etmektedir.

Kırmızı Noktanın koordinat sistemine göre sinyalin hareketi A'B' doğrusu üzerindedir. Kırmızı Noktaya göre, sinyal kendisine düz bir doğrultuda ve c hızıyla gelmektedir. Dolayısıyla sinyal diske varış mesafesini t = A'B'/c süresi içinde kat eder. Her koşulda AB = A'B' olduğu için, ışığın diske varma süresi disk durağanken ki süreye eşittir ve disk hangi hızda dönerse dönsün bu durum değişmezliğini korur.

Öte yandan, diskten yansıyan ışığın yansıma açısı da değişmez, çünkü ışık hedefinde olan Kırmızı Noktanın koordinat sistemine göre A'B' doğrultusunda hareket etmektedir. AB ve A'B' doğrularının disk ile yaptıkları açılar birbirine eşittir. Bu sebeple disk dönerken ışığın yansıma açısı değişmez ve her koşulda BC = B'C' dir. Dolayısıyla ışığın diskten yansıdıktan sonra detektöre varma süresi de değişmez.

Sonuç olarak, disk hangi hızda dönerse dönsün ölçtüğümüz zaman aralığı değişmez. Bu durumu tespit ettiğimiz zaman (c+v)(c-v) matematiğinin deneysel doğrulamasını yapmış oluruz.

Işık Hedefindeki Cismin Hareket Etmekte Olduğunu Nasıl Bilebilir?

Bir elektromanyetik dalganın varma hedefinin koordinat sistemini temel alması ve o referans sistemi içinde ve ona göre c hızı ile hareket etmesi nasıl mümkün olabilir? Bunun elbette bir açıklaması olmalıdır.

Alice Yasası Deneyinin fizik bilimi için çok önemli olduğu ortada olan bir gerçektir. Buradan elde edilen sonuçlar fiziğin genel teorisini etkileyecek ve bilgimize büyük katkıda bulunacaktır. Dolayısıyla, bilim insanları bu deneye sahip çıkmalı ve deneyi yapmaya odaklanmalıdır. Bunu kendilerinden içtenlikle bekliyorum.

Şüphesiz ki bir elektromanyetik dalganın varma hedefini referans alarak yalnızca ona göre c hızı ile gitmesi açıklanması gereken bir konu olarak fiziği uzun bir müddet meşgul edecektir. Bu cevabın hiç kolay gelmeyeceğini düşünüyorum. Konu hakkındaki fikirlerimi Alice Yasası Programları içinde ve aliceinphysics.com web sitemde paylaştım.

Saygılar Sunarım
Han Erim